基于DSTMS的太赫兹超宽带系统和温控超导超材料的研究

发布时间：2018-06-17 22:25

  本文选题：太赫兹 + 光整流　； 参考：《天津大学》2014年硕士论文

【摘要】：过去的20年中,THz技术得到了广泛而深入的研究,但其产生、探测和操控器件仍然不够成熟:在THz时域光谱技术领域,泵浦源的价格高、体积大和难维护仍然是一个瓶颈;主动可调谐器件领域,温控器件相对缺乏,器件调谐效果还不够理想。本论文中,作者在大量文献调研的基础上,搭建了用中心波长在1560 nm的光纤飞秒放大级泵浦的光整流太赫兹时域光谱系统(THz-TDS),光纤激光器小巧的体积使整套系统的结构非常紧凑;作者还对两种超导体薄膜加工的超材料进行了数值分析研究,比较了临界温度和电导率对其响应的影响。本论文主要讲述内容具体归结为以下几个方面:1在搜集和查阅大量的国内外期刊,论文的基础上,首先对THz的产生和探测技术,特殊性质,国内外发展现状和应用前景进行了介绍和总结。2根据非线性光学的基础理论,以晶向为110的43m点群晶体为例,简要从理论上分析了基于光整流原理辐射THz和利用线性电光效应探测THz的过程,包括其中涉及的相位匹配问题。3基于DSTMS有机晶体的THz-TDS的搭建。首先,运用中心波长在800nm的钛宝石超短脉冲激光器完成了ZnTe晶体的透射式4-f THz-TDS系统的搭建,观察到了峰值为500μV的时域信号以及3 THz的频谱宽度。在此的基础上,运用光纤飞秒激光放大级将实验系统改建成在1560 nm波段基于有机晶体DSTMS的宽带透射式THz-TDS系统,并运用了InGaAs光电平衡探测器,THz诱导透镜效应(TIL)和1560 nm光纤光电导天线三种探测方法探测THz辐射,成功地探测到了THz时域信号。4利用实验室的全光纤快速扫描THz时域光谱仪结合超低温强磁场系统(THz-TDMS),数值上研究了THz波和THz超导超材料之间的相互作用关系,最后比较了不同种类超导材料在温度调谐THz响应上的特色。
[Abstract]:In the past 20 years, THz technology has been widely and deeply studied, but its production, detection and control devices are still not mature. In the THz time-domain spectroscopy, the pump source is expensive, large volume and difficult to maintain is still a bottleneck; In the field of active tunable devices, the thermostat is relatively lacking, and the tuning effect of the devices is not ideal. In this thesis, based on a great deal of literature, a THz TDS system pumped by fiber femtosecond amplifier with center wavelength of 1560 nm is built. The compact size of the fiber laser makes the whole system very compact. The effects of critical temperature and conductivity on the response of two kinds of supermaterials processed by superconductor thin films are also studied numerically. The main contents of this paper are summarized as follows: 1. On the basis of collecting and consulting a large number of domestic and foreign periodicals, the paper first discusses the generation and detection technology of THz, and its special properties. Based on the basic theory of nonlinear optics, the development and application prospect of 43m group crystals with crystal orientation of 110 are introduced and summarized. The process of radiating THz based on optical rectification principle and detecting THz using linear electro-optic effect is analyzed in theory, including the phase matching problem. 3. The construction of THz-TDS based on DSTMS organic crystal. Firstly, the transmission 4-f THz-TDS system of ZnTe crystal is constructed by using the Ti: sapphire ultrashort pulse laser with center wavelength at 800nm. The time domain signal with a peak value of 500 渭 V and the spectrum width of 3 THz are observed. On this basis, the experimental system was reconstructed into a wideband transmission THz-TDS system based on organic crystals at 1560 nm using the femtosecond laser amplifier stage. The THz radiation is detected by using InGaAs photobalanced detector THz induced lens effect and 1560 nm optical fiber photoconductive antenna. THz time-domain signal .4 the interaction between THz wave and THz superconducting supermaterial has been numerically studied by using a laboratory all-fiber fast scanning THz time-domain spectrometer combined with an ultra-low temperature strong magnetic field system (THz-TDMS). Finally, the characteristics of different kinds of superconducting materials in temperature tuning THz response are compared.
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O441.4;TM26

【参考文献】

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本文编号：2032682